Конструирование поверхности желоба
Поверхность желоба рассчитывается по двум проекциям оси (план и профиль) в сочетании с динамическим расчетом параметров, полученных при движении системы (рис. 12.6.4 и 12.6.5).
![]() |
![]() |
Продольный профиль желоба является проектной линией и одновременно служит направляющей для формообразования поверхности желоба на основании динамического расчета. Ось желоба в плане и продольном профиле состоит из отдельных прямолинейных участков, пересекающихся под различными углами и сопрягаемых криволинейными элементами.
Для определения функциональной возможности трассы необходимо на основании динамики системы рассчитать характерные поперечные сечения виражей. Расчет выполняется последовательно после определения входной скорости в вираж.
Желоб трассы - сложная поверхность из чередующихся прямолинейных отсеков, наклонных призматических и криволинейных поверхностей типа каналовых. Желоб трассы выстраивают кинематическим способом, перемещая вдоль направляющей (оси) плоскую образующую (шпангоут) переменной формы, лежащую в вертикальной плоскости. Плоскость шпангоута при своем движении остается ортогональной горизонтальной проекцией от оси трассы. Закон изменения формы и размеров образующей находится в зависимости от изменения кривизны по длине в плане и скорости на данном участке трассы.
Проектирование трассы включает 3 этапа:
— первый — построение на геодезической подоснове ломаной линии,
определяющей направление трассы. Вершины ломаной закрепляются в пря
молинейной системе координат геодезической подосновы;
— второй — расчет в вершине ломаной линии радиуса окружности и
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ____________________________________________ 415
![]() |
![]() |
длины переходных кривых, которые находятся в зависимости от скоростных показателей;
- третий - план оси принимается за направляющую цилиндрической поверхности. Линия ее пересечения с поверхностью земли является основной для проектирования второй проекции оси трассы - профильной развертки плановой линии. Одновременно с прокладкой осевой линии ведется расчет скорости. Вдоль трассы размещаются холодильная станция, электроосветительные приборы, линии часофикации, связи, водопровод, объемные постройки для обслуживания тренировок и соревнований, трибуны для зрителей и другие сооружения.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Вспомогательные сооружения для бобслея и санного спорта нормами не регламентируются. Пропускная способность крупных сооружений для соревнований должна соответствовать количеству участников соревнований: санные гонки (мужчины) одиночные - 80 чел., парные - 40 чел., женщины -30 чел., бобслей-двойка — 30 чел., четверка — 20 чел.
На всех используемых для соревнований сооружениях целесообразно иметь стартовые домики с судейской и комнатой отдыха спортсменов, санитарными узлами. Судьям необходим беспрепятственный обзор всей стартовой зоны, а спортсмены должны хорошо видеть предстартовое поле.
416 физкультурно-спортивные сооружения
В здании на финише располагаются судейская, дикторская, комната оценки результатов, жюри, прессы, комната руководства гонок и медицинский кабинет. Из всех комнат необходим хороший обзор последнего участка трассы. Судейская комната должна располагаться на высоте линии финиша (рис. 12.6.6).
![]() |
Для гарантии безопасности необходима просматриваемость всей трассы. Наряду со стартовыми сооружениями требуются дополнительные места для наблюдения - кабины на открытых местах, рассчитанные на одного человека. При сооружениях на старте и финише необходимо помещение для взвешивания боба (на старте) и гоночных саней (на финише).
Для технического обеспечения трасс бобслея и санного спорта служат трансформаторная станция, агрегатная запасного питания, насосная станция. Для дорожек с искусственным охлаждением требуется здание для холодильной станции, как правило, ниже низшей точки трассы.
Хронометрические информационные устройства необходимы для проведения соревнований. Электронное хронометрирование ведется с помощью встроенных в дорожку световых затворов на старте, финише и вдоль дорожки — для определения промежуточных показателей.
Для безопасного хода соревнований на старте устанавливаются красно-зеленые светофоры. Спортивное сооружение должно быть звукофицировано, иметь двустороннюю связь для оперативной информации и светоинформационное табло.
ВЕЛОТРЕК
Велотрек - специальное искусственное сооружение, овально-симметричная дорожка с расчетной длиной, кратной 1000м. Первые в мире велотреки появились в 1869 году во Франции.
В России первый велотрек был сооружен в 1892 г. в Москве, в манеже. Из-за ограниченной ширины манежа был неудачно спроектирован вираж с радиусом окружности 15м. Второй велотрек был построен в Туле в 1894 г. В начале тридцатых годов были построены велотреки в Санкт-Петербурге с длиной дорожки 500м, в Москве, в районе Трехгорной мануфактуры, и на стадионе "Динамо".
Виды конструкций гоночной дорожки трека зависят от возможности создания крыши или козырька. Покрытие дорожки может быть деревянным, асфальтобетонным или железобетонным (рис. 12.7.1). Деревянное покрытие рекомендуется для крытых велотреков.
Открытые велотреки следует ориентировать виражами на север-юг и уделять внимание направлениям ветров. При силе ветра 6 м/с и более строительство открытого трека нецелесообразно.
Треки для гонки на велосипедах не могут быть отнесены к спортсоору-
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ____________________________________________ 417
![]() |
жениям массового спорта, тем не менее их рекомендуется размещать в составе общегородского спортивного центра, с тем чтобы максимально использовать среднюю часть трека для других видов спорта.
Длина велотрека измеряется по расчетной линии, проходящей параллельно внутренней бровке гоночного полотна (рис. 12.7.2). Расчетная линия
![]() |
![]() |
418 физкультурно-спортивные сооружения
проектируется на расстоянии 20см от внутренней бровки. Расчетные длины треков кратны 1000м и бывают 333,33м; 250м; 166,67м; 153,846м; 142,857м; 133,334м (рис. 12.7.3).
![]() |
![]() |
Треки можно подразделить на спринтерские, темповые и треки для гонок за лидером на мотоцикле. Ширина треков на всем протяжении постоянная, не менее 5м. В семидесятых годах было рекомендовано, чтобы при новом строительстве в пределах виражей полотно дорожки конструировалось "веером". Таким образом, безопасность спортсменов, независимо от вида гонок, должна быть одинакова по всему периметру трека. Уклон полотна трека на вираже должен обеспечивать как высокую скорость езды, так и медленное прохождение дорожки.
В состав крытого велотрека входят гоночное полотно ("тело" трека), трибуны для зрителей, командные раздевальные для мужчин, женщин, тренеров, командные мастерские по ремонту и хранению велосипедов, тренажерные залы, душевые, санузлы, помещения инженерно-технического назначения (венткамеры, электрощитовая, помещение пожарной сигнализации, КИП, ТП).
СПОРТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Велотрек в плане (рис. 12.7.4) состоит из двух параллельных прямых, по торцам объединенных виражами. До 1920 г. сопряжение прямых выполнялось
![]() |
![]() |
![]() |
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ____________________________________________ 419
в основном дугами окружностей. С ростом скоростей появились коробовые кривые, в 30-х годах — эллиптические. В 1950-1970 гг. стали использовать дорожные кривые, т.е. спираль Корню.
В 70-80-х годах были приняты длинные прямые - 19 - 24 м и сравнительно короткие - 12 - 15 м - переходные участки, что определяло вытянутую форму трека. Но гонки за лидером с высокими скоростями требуют больших радиусов для уменьшения центробежной силы (перегрузки), и треки конструируются с короткими прямыми участками, формируя сжатый трек
Эти противоречия современные авторы стали разрешать, увеличивая угол наклона образующей на вираже, и встал вопрос об обеспечении сцепления колес велосипеда, учитывая наклон гонщиков от вертикали вправо и влево на 30° (рис. 12.7.5). Расчетный диапазон скоростей на треках — от 76 до ПО км/ч.
К внутренней бровке полотна примыкает зона "тихой" езды шириной в
![]() |
![]() |
1/10 ширины полотна на прямом участке, но не менее 0,6 м. Поперечный уклон зоны "тихой" езды соответствует на всем протяжении трека минимальному уклону прямого участка (рис. 12.7.6).
Внешняя грань полотна высокой части трека заканчивается барьером безопасности; его высота на прямом участке — 0,8 м, а на вираже плавно достигает 1,2 м. В нижней части это глухая стенка высотой 0,5 — 0,6 м с гладкой доской по ходу движения. Доступ к внутреннему пространству велотрека устраивается, минуя полотно трека. Вход и выход в тоннель к внутренней спортивной арене - раздельные. Выход из тоннеля на внутреннюю арену — в высокой части виража.
На крытых треках с местами для зрителей проход для них и вход спортсменов целесообразно размещать на противоположных сторонах.
На открытых треках места для зрителей — только по внешним сторонам прямого участка трека.
Зона "тихой" езды служит также для защиты гонщика при падении. В период соревнований она освобождается от посторонних предметов. Необходимы осветительные устройства, дающие бестеневое, неслепящее освещение полотна с уровнем 200 — 250 люксов с коэффициентом неравномерности 0,9 (без учета требований теле- и киносъемки).
В крытом велотреке должна быть приточно-вытяжная вентиляция с кратностью обмена 2,5 — 2,7 (в зависимости от объема помещения). Температура воздуха зимой в помещении трека 22° ±1°.
420____________________________________________________________ физкультурно-спортивные сооружения
РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
При проектировании велотреков рассчитывается 1/4 часть полотна, которая при строительстве повторяется четыре раза (рис 12.7.7). Определяющим критерием при проектировании являются показатели скорости езды. Угол наклона виража рассчитывается таким образом, чтобы его можно было преодолеть на больших и малых скоростях.
![]() |
![]() |
Постоянные изменения в построении геометрии полотна велотрека выявляют несовершенство применяемых методик расчета. Но несомненно, что переходная кривая должна сопрягаться с прямолинейным участком и дугой окружности не только по второму порядку гладкости, но и по темпу изменения кривизны, обеспечивая монотонность изменения центробежной нагрузки, воздействующей на систему "велосипед-велосипедист".
Институтом "Союзспортпроект" была разработана новая методика расчета и построения полотна велотрека.
Проектирование поверхности выполняется в три приема:
- расчет основных геометрических параметров и их зависимостей, оп
ределяющих размеры и форму плоской направляющей линии и параметро
носителя, определяющего угол наклона к горизонтальной плоскости обра
зующей, ортогональной расчетной линии;
- расчет координат точек плоской направляющей линии;
- расчет координат точек внутренней и наружной бровки с учетом
высотных отметок.
Расчетная линия представляет собой плоский обвод и является направляющей размерной линией поверхности велотрека.
Учитывается, что каждый геометрический параметр расчетной линии полотна велотрека оказывает то или иное влияние на динамические характеристики движения системы. К основным ее параметрам относятся: R — радиус кривизны; L - длина прямолинейной составляющей. К основным параметрам полотна велотрека относятся: а1 — угол наклона прямого участка, а2 — угол наклона виража и b — ширина прямого участка.
Поверхность велотрека конструируется движением прямолинейной образующей по плоской направляющей линии. При этом образующая линия ортогональна направляющей и наклонена к горизонтальной плоскости под зависимо расчетными углами.
Особенности нового расчета - в получении характеристик полотна велотрека при расчетном движении системы и распределении перегрузок на возможных траекториях. Как показали исследования, распределение перегрузок на траектории движения спортсмена в основном определяется законом изменения кривизны по длине траектории.
Таким образом, модернизация геометрии направляющей линии линейчатой поверхности велотрека направлена на получение монотонности изменения их кривизны. Для создания современного велотрека практический интерес представляет получение кривых второго, третьего порядка гладко-
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ___________________________________________ 421
сти с монотонным законом изменения ее кривизны. При этом графики изменений углов наклона образующих к горизонтальной плоскости являются обводами первого и второго порядка гладкости.
При расчете полотна велотрека следует смоделировать движение системы по расчетной поверхности с учетом аэродинамических, физических, биомеханических факторов для выявления характеристик поверхности на динамику движения системы.
Более подробно о расчете геометрических параметров велотрека см. в книге А.А. Алексеева "Проектирование и строительство велотреков" (М., Стройиздат, 1967).
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Для обслуживания спортсменов, тренеров и судей необходим вспомогательный корпус с помещениями для хранения велосипедов, с мастерскими, помещениями для зрителей.
Проход из вспомогательного корпуса во внутреннее пространство велотрека не должен пересекать гоночное полотно. Наилучшее решение - тоннель. В крытых велотреках целесообразен также отдельный тоннель для прохода зрителей к местам в центральной зоне. Выход из тоннеля к внутренней спортивной арене должен находиться в зоне криволинейных секторов, вблизи места сбора гонщиков. Габариты тоннеля должны обеспечивать проезд машин для текущего ремонта.
Оборудование для предстартового сбора гонщиков включает скамьи, устройства для подвески велосипедов. Пространство сбора вмещает боксы для отдельных команд. Рядом устраивается бетонированная площадка, где размещаются мотоциклы для лидеров и площадка для судейской коллегии (рис. 12.7.8).
Для гита дополнительно устраиваются специально оборудованные места для судей — у внешней границы полотна. Если велотрек используется как финишная трасса шоссейных гонок, то необходим тоннель от улицы, подходящий под острым углом к прямому отрезку трека, расположенному напротив финишной прямой.
Вспомогательный корпус кроме помещений обслуживания включает, как правило, залы для учебно-тренировочных занятий велосипедистов. Один из залов используется для общей физической подготовки спортсменов. В другом располагаются велотренажеры и другие тренажерные устройства.
При велотреке устраиваются командные раздевальные на 15 спортсменов каждая, площадью 40 — 50м2. Число раздевальных определяется пропускной способностью велотрека, но не менее четырех.
Особенность раздевальных - смежное расположение боксов для велосипедов. При каждой раздевальной — свой велосипедный бокс площадью 20 м2, планировка блоков раздевальных должна обеспечить выезд спортсменов на
422 физкультурно-спортивные сооружения
трек. Ширина коридоров и пандусов, по которым спортсмены идут с велосипедами, должна быть не менее 2,5 м.
В комплекс велотреков следует включать блок гаража для автомобилей и мотоциклов, в котором устраивается склад горюче-смазочных материалов, автомотозапчастей, ремонтная мастерская, бытовые помещения для шоферов, комната начальника гаража. Площадь гаража зависит от количества автомашин и мотоциклов, обслуживающих велотрек или трассу для шоссейных гонок. Гараж рекомендуется размещать на периферии комплекса велотрека.
Примеры архитектурно-планировочных решений открытого (рис. 12.7.9) и крытого (рис. 12.7.10) велотреков дают представление об основных особенностях этих спортивных сооружений.
![]() |
![]() |
![]() |
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ 423